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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA–UDESC

CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT

FACULDADE DE ENGENHARIA DE JOINVILLE – FEJ

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL – DEC

LLAABBOORRAATTÓÓRRIIOO DDEE MMAATTEERRIIAAIISS DDEE

CCOONNSSTTRRUUÇÇÃÃOO AAGGRREEGGAADDOOSS

Professor: Tiago Bernardi Disciplina: Materiais de Construção II – MCC-II

Joinville, Fevereiro de 2006.

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EENNSSAAIIOOSS TTEECCNNOOLLÓÓGGIICCOOSS

DISCIPLINA: Materiais de Construção – II CÓDIGO: MCC-II

ASSUNTOS: Agregado Miúdo Agregado Graúdo

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RREEVVIISSÃÃOO BBIIBBLLIIOOGGRRÁÁFFIICCAA –– AAGGRREEGGAADDOOSS INTRODUÇÃO Agregados são relativamente baratos e não entram em reações químicas complexas com a água;

portanto têm sido usualmente tratados como um material de enchimento inerte no concreto. Entretanto,

devido à crescente compreensão do papel desempenhado pelos agregados na determinação de muitas

propriedades importantes do concreto, este ponto de vista tradicional, dos agregados como materiais

inertes estão sendo seriamente questionados.

As características dos agregados que são importantes para a tecnologia do concreto incluem

porosidade, composição granulométrica, absorção de água, forma e textura superficial das partículas,

resistência à compressão, módulo de elasticidade e os tipos de substâncias deletérias presentes. Estas

características derivam da composição mineralógica da rocha matriz (que é afetada pelos processos

geológicos de formação da rocha), das condições de exposição às quais a rocha foi submetida antes de

gerar o agregado, e dos tipos de operação e equipamento usados para a produção do agregado. Portanto,

são brevemente descritos, neste capítulo, fundamentos sobre formação geológica, classificação e

descrição das rochas e minerais, e os fatores do processamento industrial, que influenciam as

características dos agregados.

Agregados de minerais naturais, que compreendem mais de 90 por cento do total dos agregados

usados na produção do concreto, são aqui abordados com maior detalhe. Devido ao grande potencial de

uso, são também descritos os agregados de rejeitos industriais, tais como escória de alto-forno, cinza

volante, concretos reciclados e resíduos selecionados de rejeitos urbanos. Finalmente, as principais

características dos agregados, que são importantes para a tecnologia do concreto, são analisadas em

detalhe.

IMPORTÂNCIA Sabe-se que os cimentos consistem de compostos químicos que entram em reações químicas

com a água e produzem produtos de hidratação complexos, com propriedades adesivas. Ao contrário do

cimento, e embora ocupem 60 a 80 por cento do volume do concreto, os agregados são freqüentemente

considerados como um material de enchimento inerte e, portanto, não se dá muita atenção ao seu

possível efeito nas propriedades do concreto. Os agregados podem exercer uma considerável influência

na resistência, estabilidade dimensional e durabilidade do concreto. Além destas propriedades importantes

do concreto endurecido, os agregados também têm um papel fundamental na determinação do custo e da

trabalhabilidade das misturas de concreto, portanto, é impróprio serem tratados com menos respeito

do que os cimentos.

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CLASSIFICAÇÃO E TERMINOLOGIA

Classificação dos agregados conforme a dimensão das partículas, massa específica, ou origem

têm gerado uma terminologia especial que deve ser claramente entendida. Por exemplo, o termo

agregado graúdo é usado para descrever partículas maiores do que 4,8mm (retidas na peneira nº 4), e o

termo agregado miúdo são usados para partículas menores do que 4,8mm; tipicamente os agregados

miúdos contêm partículas que variam, em dimensão, de 75 µm (peneira nº 200) a 4,8mm, e os agregados

graúdos de 4,8mm até cerca de 50mm, exceto para concreto massa, que pode conter agregado graúdo de

até 150mm.

A maioria dos agregados naturais, tais como areia e pedregulho têm massa unitária entre 1520 e

1680kg/m3 e produzem concretos normais com aproximadamente 2400kg/m3 de massa específica. Para

fins especiais, agregados mais leves ou mais pesados podem ser usados para produzirem,

respectivamente, concretos leves e pesados. Geralmente, os agregados com massa unitária menor do que

1120kg/m3 são chamados leves, e aqueles com mais de 2080kg/m3 são designados pesados.

Em geral, os agregados para concreto são areia, pedregulho e pedra britada, procedentes de

jazidas naturais, e são, portanto, designados como agregados naturais. Por outro lado, os materiais

processados termicamente, tais como argila ou folhelho expandidos, que são usados para a produção de

concreto leve, são chamados agregados artificiais. Agregados feitos de rejeitos industriais, por exemplo,

escória de alto-forno e cinza volante, também pertence a esta categoria. Resíduos selecionados de

rejeitos urbano e concreto reciclado de demolições de edifícios e de pavimentos têm sido também

investigados para uso como agregados, como descrito adiante.

AGREGADOS NATURAIS

Os agregados naturais constituem a classe mais importante de agregados para a produção de

concreto de cimento Portland. Aproximadamente, a metade do total do agregado graúdo consumido pela

indústria de concreto nos Estados Unidos consiste de pedregulhos; a maior parte do restante é pedra

britada. As rochas carbonáticas compreendem cerca de 2/3 do agregado britado; arenito, granito, diorito,

gabro e basalto perfazem o resto. A areia de sílica natural é predominantemente usada como agregado

miúdo, mesmo em muitos concretos leves. Agregados naturais são derivados de rochas de vários tipos;

sendo que a maioria das rochas são compostas por vários minerais. Um mineral é definido como toda a

substância inorgânica de ocorrência natural com composição química mais ou menos definida e

usualmente com uma estrutura cristalina específica. Uma revisão elementar dos aspectos de formação

geológica e a classificação das rochas e minerais são essenciais para o entendimento não apenas do

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porque alguns materiais são freqüentemente mais usados como agregados do que outros, mas também

das relações microestrutura-propriedades do agregado.

AGREGADOS LEVES

Agregados com massa unitária menor que 1120kg/m3 são geralmente considerados leves, e tem

aplicação na produção de vários tipos de concreto-leve. A menor massa é devida à microestrutura celular

ou altamente porosa. Cabe observar que materiais orgânicos de estrutura celular, tais como cavacos de

madeira, não devem ser usados como agregado por causa da sua falta de durabilidade, no meio alcalino e

úmido do concreto de cimento Portland.

Agregados leves naturais são produzidos através do beneficiamento de rochas ígneas vulcânicas

como pumicita, escória ou tufo. Agregados leves sintéticos podem ser fabricados por tratamento térmico

de uma variedade de materiais, por exemplo, argilas, folhelhos, ardósia, datomita, perlita, vermiculita,

escória de alto-forno e cinza volante.

De fato, há um largo espectro de agregados leves, com massa unitária variando de 80 a 900kg/m3.

Agregados muito porosos, que estão na extremidade mais leve do espectro, são geralmente fracos e,

portanto, mais adequados para a produção de concretos isolantes não estruturais. Do outro lado do

espectro, estão aqueles agregados leves que são, relativamente, menos porosos; quando a estrutura

porosa consiste de poros finos uniformemente distribuídos, o agregado é usualmente resistente e capaz

de produzir concreto estrutural. A ASTM separa as especificações relativas a agregados leves para uso

em concreto estrutural (ASTM C 330), concreto isolante (ASTM C 332), e concreto para produção de

blocos de alvenaria (ASTM C331). Essas especificações contêm critérios para granulometria, substancias

deletérias e massa unitária dos agregados, assim como para a massa especifica, resistência e retração

por secagem do concreto contendo o agregado.

AGREGADOS PESADOS

Comparado ao concreto normal, que tipicamente tem massa especifica de 2400kg/m3, concretos

pesados variam de 2880 a 6100kg/m3 e têm aplicação para blindagens de radiação nuclear. Agregados

pesados (isto é, aqueles que têm massa específica maior do que os agregados normais) são usados para

a produção de concreto pesado. Rochas naturais adequadas para a produção de agregados pesados

consistem predominantemente de dois minerais de bário, vários minérios de ferro e um de titânio.

Um produto sintético chamado “fosfetos de ferro” pode também ser usado como agregado pesado.

As normas ASTM C 637 e C 638, respectivamente, de especificações e terminologia de agregados para

concreto de blindagem radioativa, advertem que o agregado de “fosfetos de ferro”, quando usado em

concreto de cimento Portland, gera gases inflamáveis e possivelmente tóxicos, que podem desenvolver

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pressões altas, se confinados. Minérios de ferro hidratados, minerais de boro e resíduos metalúrgicos

granulares são as vezes incorporados aos agregados para a produção de concreto pesado, pois o boro e

o hidrogênio são muito efetivos na atenuação de neutros (captura). Pregos de aço inoxidável, barras de

ferro cortadas e balas de ferro também têm sido testados como agregados pesados, mas geralmente a

tendência do agregado segregar no concreto aumenta com a sua massa específica.

AGREGADOS DE CONCRETO RECICLADO E DE RESÍDUOS DE REJEITOS URBANOS

Entulho de construções de concreto demolidas fornece fragmentos nos quais o agregado está

contaminado por pasta endurecida de cimento, gipsita e outras substâncias em menor quantidade. A

fração que corresponde a agregado miúdo contém, principalmente, pasta endurecida de cimento e gipsita

e é inadequada para a produção de concreto. Entretanto, a fração que corresponde a agregado graúdo,

embora coberto de pasta de cimento, tem sido usada com sucesso em vários estudos de laboratório e de

campo. Uma revisão de vários estudos indica que, comparado ao concreto com agregado natural, o

concreto do agregado reciclado teria no mínimo dois terços da resistência à compressão e do módulo de

elasticidade, bem como trabalhabilidade e durabilidade satisfatórias.

O principal obstáculo no uso do entulho de construção como agregado para concreto é o custo de

britagem, graduação, controle de pó e separação dos constituintes indesejáveis. Concreto reciclado ou

concreto de entulho britado pode ser uma fonte economicamente viável de agregados, em locais onde

agregados de boa qualidade são escassos e quando o custo de disposição do entulho é incluído na

análise econômica. Com base no maior trabalho, já realizado, de reciclagem de pavimento de concreto, o

“Michigan State Department of Transportation”, de Michigan/USA, publicou que o entulho reciclado pela

britagem do pavimento existente foi mais barato do que usar, inteiramente material novo.

A presença de vidro triturado no agregado tende a produzir misturas de concretos pouco

trabalháveis e, devido ao alto teor de álcalis, afeta a sua resistência e durabilidade a longo prazo. Metais

como alumínio reagem com soluções alcalinas e causam expansão excessiva. Papel e rejeitos orgânicos,

com ou sem incineração, causam problemas de pega e endurecimento no concreto de cimento Portland.

Em geral, portanto rejeitos urbanos não são adequados para produzir agregados para uso em concreto

estrutural.

PRODUÇÃO DE AGREGADOS

Jazidas de solo grosso graduado são uma boa fonte de areia natural e pedregulho. Mas, como

usualmente depósitos de solo contêm quantidades variáveis de silte e argila, que prejudicam as

propriedades do concreto fresco e endurecido, essas devem ser removidas por lavagem ou peneiramento

a seco. A escolha de um processo ou outro irá obviamente influenciar a quantidade de materiais deletérios

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no agregado; por exemplo, recobrimentos de argila podem não ser removidos de forma tão eficiente por

peneiramento a seco, quanto por lavagem.

Geralmente o equipamento de britagem faz parte das instalações de produção do agregado,

porque frações acima de pedregulho podem ser britadas e misturadas, adequadamente, com material não

fragmentado de tamanho similar. Novamente, a escolha do equipamento de britagem pode determinar a

forma das partículas. Com rochas sedimentares laminadas, britadores tipo mandíbula ou de impacto

tendem a produzir partículas lamelares. A importância da graduação apropriada do agregado no custo do

concreto está hoje tão bem estabelecida, que as usinas modernas de agregados, se produzirem areia e

pedregulho ou pedra britada, têm os equipamentos necessários para controlar as operações de britagem,

limpeza, separação granulométrica e mistura de duas ou mais frações para atender as especificações do

cliente.

CARACTERÍSTICAS DOS AGREGADOS E SUA IMPORTÂNCIA

O conhecimento de certas características dos agregados (isto é, massa especifica, composição

granulométrica e teor de umidade) é uma exigência para a dosagem dos concretos. A porosidade ou a

massa específica, a composição granulométrica, a forma e textura superficial dos agregados determinam

as propriedades dos concretos no estado fresco. Além da porosidade, a composição mineralógica do

agregado afeta a sua resistência à compressão, dureza, módulo de elasticidade e sanidade, que por sua

vez influenciam várias propriedades do concreto endurecido contendo o agregado. No diagrama ilustrativo

das varias inter-relações (Fig 7-4), é evidente que as características dos agregados, importantes para a

tecnologia do concreto, são decorrentes da microestrutura do material, das condições prévias de

exposição e do processo de fabricação.

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Geralmente, as propriedades dos agregados são discutidas em duas partes com base nas

propriedades que afetam (1) as proporções de dosagem e (2) o comportamento do concreto fresco e

endurecido. Devido à considerável sobreposição dos dois aspectos, é mais apropriado dividir as

propriedades nos seguintes grupos, baseados na microestrutura e condicionantes de fabricação:

1. Características dependentes da porosidade: massa específica, absorção de água,

resistência, dureza, módulo de elasticidade e sanidade;

2. Características dependentes das condições prévias de exposição e condicionantes de

fabricação: tamanho, forma e textura das partículas;

3. Características dependentes da composição química e mineralógica: resistência, dureza,

módulo de elasticidade e substâncias deletérias presentes.

Massa específica e Massa Unitária Para fins de dosagem do concreto, não é necessário determinar a massa especifica real de um

agregado. Os agregados naturais são porosos; valores de porosidade até 2% são comuns para rochas

ígneas intrusivas, até 5% para rochas sedimentares densas, e de 10 a 40% para arenitos e calcários muito

Figura 7-4 Diagrama ilustrativo de como a microestrutura, condições prévias de exposição e condicionantes do processo de fabricação do agregado determinam as suas características e como estas afetam o traço e as propriedades do concreto fresco e endurecido.

ROCHA MATRIZ

Exposição prévia

e condicionantes

MICROESTRUTURA

Porosidade / Mas. Esp. Composição Mineralógica

Resistência à compressão Resistência a abrasão Módulo de elasticidade

Sanidade

Características da partícula

Tamanho Forma Textura

Dosagem do Concreto

Propriedades do concreto fresco

1 Consistência 2 Coesão 3 Massa Específica

Propriedades do concreto endurecido

1 Limite de resistência 2 Resistência à abrasão 3 Estabilidade dimensional 4 Durabilidade

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porosos. Para efeito de dosagem do concreto, é importante conhecer o volume ocupado pelas partículas

do agregado, incluindo os poros existentes dentro das partículas. Portanto, é suficiente a determinação da

massa específica, que é definida como a massa do material por unidade de volume, incluindo os poros

internos das partículas. Para muitas rochas comumente utilizadas, a massa especifica varia entre 2600 e

2700kg/m3; valores típicos para granito, arenito e calcário denso são 2690, 2650 e 2600kg/m3,

respectivamente.

Além da massa específica, outra informação usualmente necessária para a dosagem de

concretos, é a massa unitária, que é definida como a massa das partículas do agregado que ocupam

uma unidade de volume. O fenômeno da massa unitária surge, porque não é possível empacotar as

partículas dos agregados juntas, de tal forma que não haja espaços vazios. O termo massa unitária é

assim relativo ao volume ocupado por ambos agregados e vazios. A massa unitária aproximada dos

agregados comumente usados em concreto normal varia de 1300 a 1750kg/m3.

Absorção e Umidade Superficial Os vários estados de umidade que podem existir em uma partícula de agregado estão

esquematizados na Fig. 7-5a. Quando todos os poros permeáveis estão preenchidos e não há um filme de

água na superfície, o agregado é dito estar na condição saturada superfície seca (SSS), quando o

agregado está saturado e também há umidade livre na superfície, o agregado está na condição úmida ou

saturada. Na condição seca em estufa, toda a água evaporável do agregado foi removida pelo

aquecimento a 100ºC. Capacidade de absorção é definida como a quantidade total de água requerida

para trazer um agregado da condição seca estufa para a condição SSS; absorção efetiva é definida como

a quantidade de água requerida para trazer o agregado da condição seca ao ar para a condição SSS.

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Figura 7-5 (a) e (b)

A quantidade de água em excesso além da requerida para a condição SSS é referida como umidade

superficial. Os dados relativos à capacidade de absorção, absorção efetiva e umidade superficial são

invariavelmente necessários para a correção das proporções de água e de agregado em misturas de

concreto, feitas a partir de materiais estocados. Como uma primeira aproximação, a absorção de água de

um agregado, que é facilmente determinada, pode ser usada como uma medida da sua porosidade e

resistência.

Normalmente, para rochas ígneas intrusivas e rochas sedimentares densas, os valores de

correção de umidade são muito baixos, mas podem ser muito altos no caso de rochas sedimentares

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porosas, agregados leves e areias. Por exemplo, tipicamente, os valores de absorção efetiva de

agregados de “trapp”, arenito poroso e folhelho expandido são ½, 5 e 10%, respectivamente.

Areias podem sofrer um fenômeno, conhecido como inchamento. Dependendo do teor de

umidade e composição granulométrica do agregado, pode ocorrer um aumento considerável do volume

aparente da areia (Fig. 7-5b), porque a tensão superficial da água mantém as partículas afastadas. Como

a maioria das areias são despachadas para uso na condição saturada, podem ocorrer grandes variações

nos consumos por betonada, se a dosagem for feita em volume. Por esta razão a dosagem de concreto

em massa tem se tornado uma prática normalizada na maioria dos países.

Resistência à Compressão, Resistência à Abrasão, e Módulo de Elasticidade

A resistência à compressão, a resistência à abrasão e o módulo de elasticidade dos agregados

são propriedades inter-relacionadas, que são muito influenciadas pela porosidade. Os agregados naturais

comumente usados para a produção de concreto normal, são geralmente densos e resistentes; portanto,

raramente são um fator limitante da resistência à compressão e do módulo de elasticidade dinâmico da

maioria dos granitos, basaltos, “trapps”, “flints”, arenito quartzitico e calcários densos variam de 210 a

310MPa e de 70 a 90GPa, respectivamente. Quanto a rochas sedimentares, a porosidade varia numa

faixa mais larga, e da mesma forma a sua resistência à compressão e características relacionadas. Em

uma pesquisa, envolvendo 241 calcários e 79 arenitos, enquanto a resistência máxima à compressão,

para cada tipo de rocha, foi da ordem de 240MPa, alguns calcários e arenitos apresentaram resistências à

compressão tão baixas quanto 96MPa, respectivamente.

Sanidade Considera-se que o agregado é instável quando mudanças no seu volume induzidas pelo

intemperismo, como ciclos alternados de umedecimento e secagem, ou congelamento e

descongelamento, resultam na deterioração do concreto. Geralmente, a instabilidade ocorre para rochas

que têm uma certa estrutura porosa característica. Concretos contendo alguns “cherts”, folhelhos,

calcários e arenitos, têm se mostrado suscetíveis a danos, pela cristalização de gelo e sal dentro dos

agregados. Embora, uma alta absorção de água seja usada, muitas vezes, como um índice de

instabilidade, muitos agregados, como de pumicita e de argilas expandidas, podem absorver grandes

quantidades de água, mas permanecerem estáveis. A instabilidade esta, portanto, mais relacionada à

distribuição do tamanho dos poros do que à porosidade total do agregado. Distribuições de tamanho dos

poros que permitem às partículas dos agregados ficarem saturadas por umedecimento (ou

descongelamento no caso de ataque por gelo), mas impedem a drenagem fácil na secagem (ou

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congelamento), são capazes de causarem altas pressões hidráulicas dentro das partículas. A sanidade

dos agregados frente à ação do intemperismo é determinada pelo Método ASTM C88, que descreve um

procedimento padronizado para a determinação direta da resistência do agregado a desintegração pela

exposição a cinco ciclos de umedecimento e secagem; para o ciclo de umedecimento é usada solução

saturada de sulfato de sódio ou magnésio.

No caso de ataque por gelo, em adição à distribuição do tamanho dos poros e ao grau de

saturação, há uma dimensão crítica de agregado abaixo da qual não irão ocorrer tensões internas

elevadas, capazes de fissurar a partícula. Para a maioria dos agregados, esta dimensão crítica é maior do

que a dimensão normal dos agregados graúdos usados na prática; entretanto, para algumas rochas

fracamente consolidadas (arenitos, calcários, “cherts” e folhelhos), é citado que esta dimensão varia na

faixa de 12 a 25mm.

Dimensão Máxima e Composição Granulométrica Composição granulométrica é a distribuição das partículas dos materiais granulares entre várias

dimensões, e é usualmente expressa em termos de porcentagens acumuladas maiores ou menores do

que cada uma das aberturas de uma serie de peneiras, ou de porcentagens entre certos intervalos de

aberturas de uma serie de peneiras, ou de porcentagens entre certos intervalos de aberturas das peneiras.

Os requisitos para a composição granulométrica de agregados graúdos e miúdos da ASTM C33

(“Standard Specification for Concret Aggregates”), são mostrados nas tabelas 7-5 e 7-6, respectivamente.

Há várias razões para a especificação de limites granulométricos e da dimensão máxima

dos agregados, a mais importante é a sua influência na trabalhabilidade e custo. Por exemplo, areias

muito grossas produzem misturas de concreto ásperas e não trabalháveis, e areias muito finas aumentam

o consumo de água (portanto, o consumo de cimento para uma dada relação água/cimento) e são anti-

econômicas; agregados que não têm uma grande deficiência ou excesso de qualquer tamanho de

partícula, em especial, produzem as misturas de concreto mais trabalháveis e econômicas.

A dimensão máxima do agregado é, convencionalmente, designada pela dimensão da abertura

da peneira, na qual ficam retidos 15% ou menos das partículas do agregado. Em geral, quanto maior a

dimensão máxima do agregado, menor será a área superficial por unidade de volume, que tem de ser

coberta pela pasta de cimento, para uma dada relação água/cimento. Desde que o preço do cimento é,

usualmente, cerca de 10 vezes (em alguns casos até mesmo 20 vezes), mais caro que o preço do

agregado, qualquer ação que possa economizar cimento sem reduzir a resistência e a trabalhabilidade do

concreto pode resultar em um beneficio econômico significativo. Além do aspecto econômico, há outros

fatores que governam a escolha da dimensão máxima do agregado para uma mistura de concreto. De

acordo com uma regra prática, usada pela construção civil, a dimensão máxima do agregado não deve ser

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maior que um quinto da dimensão mais estreita da fôrma na qual o concreto será colocado; também não

deve ser maior que três quartos da menor distancia livre entre as armaduras de reforço. Como partículas

maiores tendem a produzir mais microfissuras na zona de transição entre o agregado graúdo e a pasta de

cimento, nos concretos de alta resistência a dimensão máxima do agregado é limitada a 19mm.

O efeito da variedade de tamanho das partículas em reduzir o volume de vazios total de uma

mistura de agregados, pode ser demonstrado pelo método mostrado na Fig 7-6a). Um béquer é cheio com

partículas de 25mm, de tamanho e forma relativamente uniformes; um segundo béquer é cheio com uma

mistura de partículas de 25 e 9mm. Abaixo de cada béquer, há uma proveta graduada com a quantidade

de água requerida para preencher os vazios de cada béquer. É evidente que quando dois tamanhos de

agregados são combinados em um béquer, o volume de vazios é reduzido. Se partículas de vários

tamanhos menores que 9mm forem adicionadas para se combinarem com os agregados de 25mm e 9mm,

uma redução adicional de vazios irá resultar. Na prática, pode-se obter um pequeno volume de vazios pelo

uso de agregados graúdos, regularmente contínuos com proporções adequadas de areia contínua (Fig. 7-

6b). Os dados mostram que foi obtido um volume de vazios tão baixo quanto 21%, quando 40% de areia

foi misturada com pedregulhos de 9 a 37mm. Do ponto de vista de trabalhabilidade das misturas de

concreto, sabe-se que, com certos materiais, a menor porcentagem das misturas de concreto, sabe-se

que, com certos materiais, a menor porcentagem de vazios (massa especifica máxima compactada) não é

a mais satisfatória; o volume de vazios ótimo é um pouco maior que o mínimo possível.

Na prática, um parâmetro empírico chamado módulo de finura é muitas vezes usado como um

índice de finura do agregado. O módulo de finura é calculado com os dados da análise granulométrica,

pela soma das porcentagens retidas acumuladas do agregado em cada uma das peneiras de uma serie

especificada, sendo a soma dividida por 100. As peneiras usadas para a determinação do módulo de

finura são: 150µm (nº 100), 300µm (nº 50), 600µm (nº 30), 1,18mm (nº 16), 2,36mm (nº8), 4,75mm (nº4),

9,5mm (3/8”), 19mm (3/4”), 37,5mm (1 ½”), e maiores – aumentando na proporção de 2 para 1. Pelos

dados tabulados na Fig. 7-7, são apresentados exemplos do método de determinação do módulo de finura

de agregados miúdos de três procedências, juntamente com a curva granulométrica típica. Pode-se

observar que quanto maior o módulo de finura, mais graúdo é o agregado.

Forma e Textura Superficial A forma e a textura das partículas dos agregados influenciam mais as propriedades do concreto

no estado fresco do que endurecido; comparadas às partículas lisas e arredondadas, as partículas de

textura áspera, angulosas e alongadas requerem mais pasta de cimento para produzir misturas

trabalháveis e, portanto, aumentam o custo do concreto.

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Fig 7-6 (a) e (b)

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Fig. 7-7(a)

Fig. 7.7(b)

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A forma diz respeito às características geométricas tais como: arredondada, angulosa, alongada

ou achatada. Partículas formadas por atrito tendem a ser arredondadas, pela perda de vértices e arestas.

Areias de depósitos eólicos, assim como areia e pedregulho de zonas marítimas ou leitos de rio, têm

geralmente uma forma bem arredondada. Agregados de rochas intrusivas britadas possuem vértices e

arestas bem definidos e são chamados de angulosos. Geralmente, produzem partículas

eqüidimensionais. Calcários estratificados, arenitos e folhelho tendem a produzir fragmentos alongados e

achatados, especialmente quando são usados britadores de mandíbula no beneficiamento. Aquelas

partículas cuja espessura é relativamente pequena em relação a outras duas dimensões, são chamadas

de lamelares ou achatadas, enquanto aquelas cujo comprimento é consideravelmente maior do que as

outras duas dimensões são chamadas de alongados. Algumas vezes, um outro termo usado para

descrever a forma de agregados graúdos é a área específica volumétrica, que é definida como a relação

entre a área superficial e o volume. Partículas esféricas ou bem arredondadas tem baixo valor de área

específica, mas partículas alongadas e achatadas possuem valor elevado de área específica.

Fotografias de partículas de várias formas são mostradas na Fig. 2-3. Os agregados devem ser,

relativamente, isentos de partículas alongadas e lamelares. As partículas alongadas, em forma de lâmina,

devem ser evitadas ou limitadas a no máximo 15%, em massa, do total do agregado. Este critério se aplica

não apenas para agregado graúdo, mas também para areias artificiais (resultantes da britagem de rochas),

que contêm grãos alongados e produzem concreto muito áspero.

A classificação da textura superficial, que é definida pelo grau de quanto a superfície do

agregado é lisa ou áspera, é baseada em uma avaliação visual. A textura superficial do agregado depende

da dureza, granulação e porosidade da rocha matriz e da sua subseqüente exposição à ação de atrito.

Sendo, “flint” e escórias densas apresentam uma textura lisa, vítrea. Areia, pedregulhos e “chert” são lisos

em seu estado natural. Pedras britadas de granito, basalto e calcário apresentam uma textura áspera.

Pumicita, escória expandida e cinza volante sinterizada apresentam uma textura celular com poros

visíveis.

Há evidências de que, pelo menos nas primeiras idades, a resistência do concreto,

particularmente a resistência à flexão, pode ser afetada pela textura do agregado; uma textura mais

áspera parece favorecer a formação de uma aderência mecânica forte entre a pasta de cimento e o

agregado. Em idades mais avançadas, com o desenvolvimento de uma forte aderência química entre a

pasta e o agregado, esse efeito pode não ser tão importante.

Substâncias Deletérias Substancias deletérias são aquelas que estão presentes como constituintes minoritários, tanto

nos agregados graúdos quanto nos miúdos, mas que são capazes de prejudicar a trabalhabilidade, a pega

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e endurecimento e as características de durabilidade do concreto. Na Tabela 7-7, são apresentadas uma

lista de substâncias nocivas, seus possíveis efeitos no concreto e as quantidades máximas permitidas nos

agregados, fixadas pela Especificação ASTM C33.

Tabela 7-7 Limites de substâncias deletérias nos agregados para concreto

Substância

Efeitos deletérios possíveis

no concreto

Teor máximo permitido (%, em

massa)

Agregado miúdo

Agregado graúdoa

Material passante na

Peneira de 75 µm de Abertura (Nº 200)

Concreto sujeito à

abrasão

Demais concretos

Afeta trabalhabilidade: Aumenta consumo

de água

3b

5b

1

Torrões de argila

e partículas friáveis

Afeta trabalhabilidade e a resistência à abrasão

3

5

Carvão e linhito

Concreto Aparente

Demais concretos

Afeta durabilidade; causa manchas

0,5

1,0

0,5

“Chert” (massa específica menor do que

2400kg/m3)

Afeta durabilidade 5

a Os limites da ASTM C 33 para substâncias deletérias no agregado graúdo variam com as condições de exposição e tipo de estrutura de concreto. Os valores apresentados aqui são para estruturas externas expostas a condições climáticas moderadas. b No caso de areia artificial, se o material pulverulento menor do que 75 µm consistir de pó de fraturamento da rocha, essencialmente livre de argila ou folhelho, esses limites podem ser aumentados para 5 e 7%, respectivamente.

Fonte: 1991 Annual Book of ASTM Standardds, Section 4, Vol. 04.02.

Além dos materiais listados na Tabela 7-7, há outras substâncias que podem ter efeitos deletérios,

envolvendo reações químicas no concreto. Tanto para agregados miúdos quanto graúdos, a ASTM C33

exige que “agregado para uso em concreto, que será submetido a imersão em água, exposição

prolongada à atmosfera úmida, ou contato com solo úmido, não deve conter quaisquer materiais que

}

}

18

sejam potencialmente reativos com os álcalis do cimento, em quantidade suficiente para causar expansão;

a menos que tais materiais estejam presentes em quantidades desprezíveis, o agregado pode ser usado

com um cimento contendo menos de 0,6% de álcalis ou com a adição de um material que tenha mostrado

evitar a expansão nociva da reação álcali-agregado.” Sulfetos de ferro, especialmente marcassita,

presente como inclusões em certos agregados, têm causado uma reação expansiva. No meio saturado de

cal do concreto de cimento Portland, sulfetos de ferro reativos podem se oxidar para formar sulfato ferroso,

que causa ataque por sulfatos ao concreto e a corrosão da armadura de aço. Agregados contaminados

com gipsita ou outros sulfatos solúveis, como sulfatos de magnésio, sódio ou potássio, também promovem

ataque por sulfatos. Recentemente, casos de falha na pega do concreto foram relatados, na produção de

dois blocos de fundação em usinas do sul da Irlanda. O problema foi atribuído à presença de quantidades

significativas de chumbo e zinco (a maior parte na forma de sulfetos), no agregado calcítico. Aqueles

blocos que tiveram problema de pega, continham 0,11% ou mais de composto de chumbo ou 0,15% ou

mais de composto de zinco, em massa do concreto. Sais solúveis de chumbo ou zinco são retardadores

da hidratação do cimento Portland, de tal potência, que concretos experimentais feitos com amostras do

agregado contaminado não desenvolveram qualquer resistência após 3 dias de cura. Deve-se observar eu

problemas de pega e endurecimento do concreto também podem ser causados por impurezas orgânicas

no agregado, como matéria vegetal em decomposição que pode estar presente em forma de lodo orgânico

ou húmus.

MÉTODOS DE ENSAIO DE CARACTERIZAÇÃO DOS AGREGADOS

Para informações adicionais, é dada na Tabela 7-8 uma lista de métodos de ensaio da ASTM para

determinação das várias características dos agregados, incluindo o significado do ensaio.

19

Tabela 7-8 Ensaios normalizados da ASTM para caracterização de agregados

Nº do Método Critério ou Característica Importância ASTM* ABNT Assunto relacionado

Resistência à abrasão

e desintegração

Índice de qualidade do agregado; resistência ao desgaste de pisos,

pavimento

ASTM C 131 ASTM C 535 ASTM C 779

NBR 6465/84

Porcentagem máxima de perda de massa

Profundidade e tempo de desgaste

Resistência ao congelamento e

degelo

Escamamento

superficial, aspereza, perda de seção e esburacamento

ASTM C 666 ASTM C 682

Nº máximo de ciclos ou período p/ resistir aocongelamento fator

durabilidade

Resistência à desintegração por

sulfatos

Durabilidade sob ação

do intemperismo

ASTM C 88

NBR 12695/92 NBR 12696/92 NBR 12697/92

Perda de massa,

partículas danificadas

Forma da partícula e textura superficial

Trabalhabilidade do concreto fresco

ASTM C 295 ASTM D 3398

NBR 7809/83

Porcentagem máxima

de partículas lamelares ou alongadas

Composição granulométrica

Trabalhabilidade do concreto fresco;

economia

ASTM C 117 ASTM C 136

NBR 7217/87

Porcentagens

máximas e mínima passantes em

peneiras normalizadas

Massa unitária

Cálculos de dosagem; classificação

ASTM C 29

NBR 7810/83 NBR 7251/82

Massa compactada e massa no estado

sólido

Massa específica

Cálculos de dosagem

ASTM C 127, agr. Miúdo

ASTM C 128, agr. graúdo

NBR 9776/87

NBR 9937/87

_

Absorção e umidade

superficial

Controle da qualidade

do concreto

ASTM C 70 ASTM C 127 ASTM C 128 ASTM C 566

NBR 9775/87 NBR 9777/87 NBR 9937/87 NBR 9939/87

_

Resistência à

compressão e à flexão

Aceitação de

agregado miúdo reprovado em outros

testes

ASTM C 39 ASTM C 78

NBR 7221/87

Resistência maior do

que 95% da resistência obtida com

areia limpa

Terminologia e definição dos constituintes

Entendimento e comunicação inequívocos

ASTM C125 ASTM C 294

NBR 9935/87 NBR 7225/82 NBR09942/87

_

Constituintes dos

agregados

Determinação do teor de materiais deletérios

e orgânicos


NBR 7220/87 NBR 7221/87 NBR 7219/87

Porcentagem máxima

individual dos constituintes

20


NBR 9936/87 NBR 7218/87 NBR 7389/92

Resistência à reatividade com

álcalis e variação de volume

Sanidade contra a mudança de volume

ASTM C 227 ASTM C 289 ASTM C 295 ASTM C 342 ASTM C 586

NBR 9773/87 NBR 9774/87 NBR 7389/92 NBR 10340/88

Expansão máxima, teores de sílica e dos constituintes alcalinos

• A maioria dos testes e características listadas estão referenciadas na ASTM C 33.

• N. T Os métodos brasileiros disponíveis também foram acrescentados à tabela, para facilitar

eventuais pesquisas; mas, não representam, necessariamente, equivalência direta com o método americano relacionado na mesma linha.

• N.T. Como anteriormente mencionado, no Brasil, é mais usual a classificação de agregados pela massa específica e não pela massa unitária

BIBLIOGRAFIA � MEHTA, P. KUMAR E MONTEIRO, PAULO J.M. – CONCRETO ESTRUTURA,

PROPRIEDADES E MATERIAIS, EDITORA PINI 1a EDIÇÃO JUN/2000

21

EENNSSAAIIOOSS TTEECCNNOOLLÓÓGGIICCOOSS

DISCIPLINA: Materiais de Construção – II CÓDIGO : MCC-II

ASSUNTOS: Agregado Miúdo Agregado Graúdo

22

EENNSSAAIIOOSS TTEECCNNOOLLÓÓGGIICCOOSS 1 AGREGADO MIÚDO 1.1 – DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA REAL (FRASCO DE CHAPMAN) 1.2 – DETERINAÇÃO DA UMIDADE SUPERFICIAL (FRASCO DE CHAPMAN) 1.3 – DETERMINAÇÃO DA UMIDADE TOTAL PELO MÉTODO DE ESTUFA 1.4 – DETERINAÇÃO DA UMIDADE TOTAL PELO MÉTODO DA FRIGIDEIRA 1.5 – DETERMINAÇÃO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA 1.6 – DETERMINAÇÃO DE IMPUREZAS ORGÂNICAS HÚMICAS 1.7 – DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA UNITÁRIA NO ESTADO SOLTO 1.8 – DETERMINAÇÃO DO TEOR DE MATERIAIS PUVERULENTOS 1.9 – DETERMINAÇÃO DO TEOR DE ARGILA EM TORRÕES E MATERIAIS FRIÁVEIS 1.10 – DETERMINAÇÃO DO INCHAMENTO 2 AGREGADO GRAÚDO 2.1 – DETERMINAÇAO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA 2.2 – DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA UNITÁRIA NO ESTADO SOLTO 2.3 – DETERMINAÇÃO DO TEOR DE MATERIAIS PULVERULENTOS 2.4 – DETERMINAÇÃO DA ABSORÇÃO E DA MASSA ESPECÍFICA 2.5 – DETERINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE TOTAL Realizações dos Ensaios em sala de aula: 1AM – 1.1 ao 1.5 2AM – 1.6 ao 1.9 3AM – 1.10 1AGa – 2.1 1AGb – 2.2 ao 2.5 D – Dosagem e confecção do concreto 2D – Desforma dos corpos de prova CT – Controles tecnológicos dos corpos de prova – rompimento para determinação das resistências

23

1 – AGREGADO MIÚDO

1.1 – DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA REAL OU ABSOLUTA DO AGREGADO MIÚDO POR

MEIO DO FRASCO DE CHAPMAN. NORMA: NBR 9776 (MAR/1987) MATERIAIS/EQUIPAMENTOS:

- Balança → Cap. Mínima de 1kg e sensibilidade de 1g; - Frasco de Chapman; - Água; - 500g de agregado miúdo [amostra seca em estufa (105 a 110º C) até a constância de massa]; - Funil; - Espátula; - Forma metálica; - Estufa.

EXECUÇÃO:

01) Preparar a amostra para a execução do ensaio; 02) Colocar água até a marca de 200cm3, cuidando para que não fique água aderida nas paredes; 03) Colocar cuidadosamente o agregado miúdo com o auxílio do funil e da espátula; 04) Ligeiramente inclinado, rotacionar (vai-vém) o frasco de Chapman de modo a propiciar a saída de

pequenas bolhas de ar; 05) Verificar se não existe água ou agregado miúdo aderido nas paredes do gargalo; 06) Deixar o frasco de Chapman nivelado e vertical; 07) Realizar a Leitura (L) na escala graduada do gargalo.

RESULTADO: A massa específica absoluta é calculada pela fórmula: γ = 500 (g/cm3) ou (kg/dm3) L - 200

O resultado deve ser expresso com três algarismos significativos. Duas determinações consecutivas, feitas com amostra do mesmo agregado miúdo, não podem diferir entre si mais que 0,05 g/cm3.

24

1 – AGREGADO MIÚDO 1.2 DETERMINAÇÃO DA UMIDADE SUPERFICIAL EM AGREGADOS MIÚDOS POR MEIO DO

FRASCO DE CHAPMAN. NORMA: NBR 9775 (MAR/1987) MATERIAIS/EQUIPAMENTOS:

- Balança → Cap. Mínima de 1kg e sensibilidade de 1g; - Frasco de Chapman; - Água; - 500g de agregado miúdo; - Funil; - Espátula; - Forma Metálica.

EXECUÇÃO:

01) Colocar água até a marca de 200cm3, cuidando para que não fique água aderida nas paredes; 02) Colocar cuidadosamente o agregado miúdo com o auxílio do funil e da espátula; 03) Ligeiramente inclinado, rotacionar (vai-vém) o frasco de Chapman de modo a propiciar a saída de

pequenas bolhas de ar; 04) Verificar se não existe água ou agregado miúdo aderido nas paredes do gargalo; 05) Deixar o frasco de Chapman nivelado e vertical; 06) Realizar a Leitura (L) na escala graduada do gargalo.

RESULTADO: A umidade é calculada por uma das seguintes fórmulas: H = [ L – (500/γ) – 200 ] x 100 ou H = 100 x [ 500 – (L – 200) x γ ] 700 – L γ x (L – 700) Onde: H é a porcentagem de umidade, L é a leitura no frasco e γγγγ é a massa específica absoluta do agregado. O resultado final da umidade superficial deverá ser a média de duas determinações consecutivas,feitas com amostras do mesmo agregado colhidas ao mesmo tempo e de locais diferentes. Os resultados não devem diferir entre si mais do que 0,5%.

25

1 – AGREGADO MIÚDO 1.3 – DETERMINAÇÃO DA UMIDADE TOTAL EM AGREGADOS MIÚDOS PELO MÉTODO DA

ESTUFA NORMA: Não normalizado pela ABNT MATERIAIS/EQUIPAMENTOS:

- Balança → Cap. Mínima de 1kg e sensibilidade de 1g; - Estufa; - Forma metálica (vasilhame); - 500g de agregado úmido (Pi); - Espátula; - Luvas.

EXECUÇÃO:

01) Com muito cuidado e com as luvas proceda; 02) Colocar o agregado dentro do vasilhame e levar até a estufa por 24 horas até a consistência de

massa (mesma massa); 03) Retire a fora com o agregado da estufa; 04) Deixar esfriar e pesar o agregado agora seco (Pf).

RESULTADO: A umidade é calculada pela seguinte fórmula H = (Pi – Pf) x 100 (%) Pf Onde: Pi é o peso inicial ou peso do agregado úmido e Pf é o peso final ou peso do agregado seco.

26

1 – AGREGADO MIÚDO 1.4 DETERMINAÇÃO DA UMIDADE TOTAL EM AGREGADOS MIÚDOS PELO MÉTODO DA

FRIGIDEIRA. NORMA: Não normalizado pela ABNT MATERIAIS/EQUIPAMENTOS:

- Balança → Cap. Mínima de 1kg e sensibilidade de 1g; - Fonte de calor (Liquinho); - Vasilha (Tacho/frigideira) - 500g de agregado úmido (Pi); - Espátula; - Luvas;

EXECUÇÃO:

01) Com muito cuidado e com as luvas proceda; 02) Colocar o agregado dentro do vasilhame e levar até a fonte de calor; 03) Com a espátula mexer constantemente; 04) Perceba que a água (umidade) retida no agregado está evaporando; 05) Assim que parar a evaporação, retire o vasilhame da fonte de calor; 06) Apague a fonte de calor; 07) Deixar esfriar e pesar o agregado agora seco (Pf); 08) Repetir o procedimento até atingir a constância de massa.

RESULTADO: A umidade é calculada pela seguinte fórmula H = (Pi – Pf) x 100 (%) Pf Onde: Pi é o peso inicial ou peso do agregado úmido e Pf é o peso final ou peso do agregado seco.

27

1 – AGREGADO MIÚDO 1.5 DETERMINAÇÃO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA DO AGREGADO MIÚDO NORMA: NBR 7217 (FE/1982) MATERIAIS/EQUIPAMENTOS:

- Série de Peneiras denominadas normal [(4,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15)mm e Fundo]; - Balança → Cap. Mínima de 1kg e sensibilidade de 1g; - 2 kg de agregado miúdo seco e estufa até a constância de massa; - Peneirador automático.

EXECUÇÃO:

01) Formar a amostra para o ensaio seguindo a tabela abaixo:

Agregado Miúdo Agregado Graúdo D.Max = 9,5mm 5kg

1kg D.Max = 19mm 5kg D.Max = 25mm 5kg D.Max = 38mm 10kg

02) Montar a série de peneiras e fundo apropriadamente; 03) A amostra é peneirada através da série normal de peneiras, de modo que seus grãos sejam

separados e classificados em diferentes tamanhos; 04) O peneiramento deve ser contínuo, de fora que após 1 minuto de peneiramento contínuo, através

de qualquer peneira não passe mais que 1% do peso total da amostra (Peneirador automático por ± 5 min e peneiramento manual até que não passe quantidade significativa de material);

05) O material retido em cada peneira e fundo é separado e pesado; 06) As pesagens devem ser feitas com aproximação de 0,1%do da amostra; 07) Se um agregado fino apresentar entre 5% a 15% de material mais grosso do que 4,8mm, será ele

ainda considerado globalmente como “agregado miúdo”; 08) Se um agregado grosso apresentar até 15% de material passando pela peneira 4,8mm, será ele,

ainda, globalmente considerado como “agregado graúdo”; 09) Se, porém, mais do que 15% de um agregado fino for mais grosso do que 4,8mm, ou mais do que

15% de um agregado grosso passar na peneira 4,8mm, serão consignadas separadamente as composições granulométricas das partes do material acima e abaixo da referida peneira.

28

RESULTADO:

PENEIRA # Peso retido (g) % Retida % Retida Acumulada 4,8mm Peso retido na #

4,8mm Peso retido X 100

Total %Retida

2,4mm Peso retido na # 2,4mm

Peso retido X 100 Total

%Ret. Acum. Anterior + % Retida

1,2mm Peso retido na# 1,2mm












Fundo Peso retido no fundo Peso retido X 100 Total


Total Somatório= peso da amostra

100%

Dimensão Máxima Característica (DMC): Analisa-se a coluna da % Retidas Acumuladas de cima para baixo, o primeiro valor maior que 5%

corresponde a uma abertura de peneira, logo a D.M.C. é igual a abertura de peneira imediatamente superior.

Módulo de Finura (M.F.): O Módulo de Finura é calculado pela fórmula: M.F. = Σ % Retida Acumulada – Fundo e # intermediárias 100 Série de peneiras da série normal: 0,15, 0,30, 0,60, 1,20, 2,40, 4,80, 9,50, 19,0, 38,0 e maiores – aumentando na proporção de 2 para 1. Classificação do agregado:

Agregado Módulo de Finura Muito Grosso MF ≥ 3,90

Grosso 3,30 ≤ MF < 3,90 Médio 2,40 ≤ MF < 3,30 Fino MF < 2,40

29

1 – AGREGADO MIÚDO 1.6 DETERMINAÇÃO DE IMPUREZAS ORGÂNICAS HÚMICAS EM AGREGADO MIÚDO NORMA: NBR 7220 (AGO/1987) MATERIAIS/EQUIPAMENTOS:

- Balança → Cap. Mínima de 1kg e sensibilidade de 1g; - Copos de Becker de 400ml e de 1000ml; - 200g de agregado miúdo seco ao ar; - Água destilada; - Hidróxido de sódio (Soda cáustica); - Provetas graduadas de 10ml e 100ml; - Frasco Erlenmeyer de 250ml e 100ml; - Funil de haste longa; - Papel filtro qualitativo; - Tubo de ensaio; - Haste universal; - Colorimetro ou kit com Soluções Padrão; - Bastão de vidro.

EXECUÇÃO:

01) Preparar no Copo de Becker de 1000ml a solução de hidróxido de sódio a 3%, para isso, adicionar 30g de hidróxido de sódio (NaOH) a 970g de água destilada (H2O), com o auxílio do bastão de vidro, mexer até a dissolução total do hidróxido de sódio;

02) Colocar a areia no Frasco de Erlenmeyer e adicionar 100ml da solução de hidróxido de sódio a 3%;

03) Agitar vigorosamente e deixar em repouso por 24; 04) Com o auxílio da haste universal, funil, papel filtro e do Copo de Becker de 400ml, filtrar a solução

contida no frasco de Erlenmeyer; 05) Encher um tubo de ensaio com a solução filtrada; 06) Efetuar a análise colorimétrica (comparação) entre a solução filtrada e o colorímetro ou com o kit

das Soluções Padrão. Ou simplesmente com solução padrão preparada no laboratório 07) Preparar solução padrão (Solução de ácido Tânico)

RESULTADO: O resultado dar-se-á e partes de matéria orgânica por um milhão de partes de água (ppm), para que isso ocorra comparamos a solução analisada com a escala colorimétrica padrão, cujas matrizes, da mais clara para a mais escura, correspondem a 100, 200, 300, 400 e 500 ppm. A solução padrão preparada no laboratório corresponde a 300 ppm, sendo assim se a solução filtrada estiver mais escura que a solução padrão, a areia contém mais impurezas orgânicas do que a norma permite e deve-se realizar o ensaio de qualidade da areia.

30

1 – AGREGADO MIÚDO 1.7 DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA APARENTE OU UNITÁRIA NO ESTADO SOLTO NORMA: NBR 7251 (ABR/1982) MATERIAIS/EQUIPAMENTOS:

- Balança com limite de erro de 0,5%; - Recipiente paralelepipédico; - Estufa (105 a 110ºC); - Pá / concha; - Régua.

*Recipiente dimensões mínimas: D.Max. (mm) Base (mm) Altura (mm) Volume (dm3) (V)

≤4,8 316 x 316 150 15 >4,8 e ≤ 50 316 x 316 200 20

> 50 447 x 447 300 60 EXECUÇÃO:

01) Preparar a amostra a ser ensaiada de modo que esta tenha pelo menos o dobro do volume do recipiente utilizado;

02) Sempre que a amostra ensaiada não estiver no estado seco, deve ser indicado o teor de umidade correspondente;

03) O recipiente deverá ser cheio por meio de uma concha/pá, sendo o agregado lançado de uma altura de 10 a 12cm do topo do recipiente;

04) A superfície deverá ser alisada com uma régua tomando como limite as bordas da caixa (rasar o topo);

05) O recipiente é pesado (kg) com o material nele contido, a massa do agregado (Ma) é a diferença entre este e do recipiente vazio;

06) Durante a execução do ensaio deve-se tomar cuidado com a caixa (recipiente) para que não ocorra segregação das partículas devido a batidas ou trepidações na mesma, bem como com o agregado lançado (derramado da concha para a caixa);

07) Devem-se promover pelo menos três determinações com amostras distintas Ma (1) Ma(2) e Ma (3).

RESULTADO: A massa específica aparente é a média de três determinações dividindo-se a média das massas

pelo volume do recipiente utilizado. γγγγ = Ma (kg / dm3) V γγγγ médio = γ(1) + γ (2) + γ (3) 3

31


1.8 DETERMINAÇÃO DO TEOR DE MATERIAIS PULVERULENTOS DO AGREGADO MIÚDO NORMA: NBR 7219 (FEV/1982) MATERIAIS/EQUIPAMENTOS:

- Conjunto de Peneiras 1,2mm e 0,075mm; - Uma vasilha para lavagem do agregado (tacho); - Água corrente; - Estufa; - Balança → Cap. Mínima de 1kg e sensibilidade de 1g; - Agregado miúdo [amostra seca e estufa (105 a 110ºC) até a constância de massa]; - Luvas.

EXECUÇÃO:

01) Pesar a amostra do agregado conforme a tabela abaixo:

D.Max (mm) PESO MÍNIMO (kg) (Pi) ≤ 4,8 1

> 4,8 e < 19 3 ≥ 19 5

02) Coloca-se o agregado na vasilha; 03) Coloca-se água dentro da vasilha de modo que não transborde quando for agitada; 04) Agita-se para provocar a separação e suspensão do material pulverulento; 05) Verte-se a água com o material em suspensão pelo conjunto de peneiras; 06) Lavar as peneiras sobre a vasilha, de modo que todo o material retido nelas, volte para junto da

amostra em análise; 07) Repete-se o processo (volte ao item 02) até que a água se torne límpida e cristalina; 08) O agregado lavado é finalmente seco em estufa até a constância de massa; 09) Pesa-se o agregado seco (Pf).

RESULTADO: O Percentual do material pulverulento é calculado pela fórmula: MP = (Pi – Pf ) x 100 (%) Pi

32


1.9 DETERMINAÇÃO DO TEOR DE ARGILA EM TORRÕES E MATERIAIS FRIÁVEIS NORMA: NBR 7218 (AGO/1982) MATERIAIS/EQUIPAMENTOS:

- Formas metálicas (bandejas); - Série de peneiras; - Balança →Cap. Mínima de 1kg e sensibilidade de 1g; - Agregado miúdo seco e estufa (105 a 110ºC) até a constância de massa (± 1500g); - Estufa.

EXECUÇÃO:

01) Peneiras o agregado miúdo através da série abaixo: � 76mm � 38mm � 19mm �4,8mm �1,2mm

02) Formar as amostras para o ensaio com os pesos mínimos indicados na tabela:

MATERIAL RETIDO ENTRE PENEIRAS

PESO MÍNIMO DA AMOSTRA (kg) (Pi)

1,2 e 4,8mm 0,2 4,8 e 19mm 1 19 e 38mm 3 38 e 76mm 5

03) Colocar cada uma das amostras em diferentes formas metálicas; 04) Espalha-las na forma e analisar a presença de argila em torrões; 05) Identificar todas as partículas com aparência de torrões de argila ou materiais friáveis, pressioná-

las com os dedos, de modo a desfazê-las (destorroamento); 06) Peneirar cada uma das amostras em suas respectivas peneiras, seguindo o quadro abaixo:

AMOSTRA PENEIRA P/REMOÇÃO DE RESÍDUOS

1,2 e 4,8mm 0,6mm 4,8 e 19mm 2,4mm 19 e 38mm 4,8mm 38 e 76mm 4,8mm

07) Pesar cada material retido em suas respectivas peneiras (Pf); 08) Calcular o teor parcial da argila em torrões e materiais friáveis (TA) de cada fração indicando-a

em porcentagem segundo a expressão:

% TA = (Pi – Pf ) x 100 Pi

33

RESULTADO: O teor global da argila em torrões é calculado segundo a expressão:

Σ (% TA x Retida*)

*Valor extraído da análise granulométrica, correspondente a faixa de peneiras segundo o item 02 deste ensaio.

34

1 – AGREGADO MIÚDO 1.10 DETERMINAÇÃO DO INCHAMENTO DO AGREGADO MIÚDO (simplificado) NORMA: Baseado na Norma NBR 6467 (AGO/1987) MATERIAIS/EQUIPAMENTOS:

- Balança → Cap. Mínima de 1kg e sensibilidade de 1g; - 4 kg de agregado miúdo seco e estufa até a constância de massa; - Forma retangular pequena; - Proveta graduada; - Frasco Erlenmeyer de 250ml e 100ml; - Funil de haste longa; - Régua; - Concha ou pá; - Paquímetro.

EXECUÇÃO:

01) A amostra do agregado deverá estar na temperatura ambiente; 02) O volume do Agregado a ser ensaiado deverá ser no mínimo o dobro do volume da forma

pequena (4kg); 03) Colocar a amostra dentro da forma grande; 04) Adicionar água seguindo a tabela abaixo para obter o teor de umidade requerido;; Teor de Umidade

(%)

0

0,5

1

2

3

4

5

7

9

12

Quantidade de água

(g)

0

20

20

40

40

40

40

80

80

120

05) Homogeneizar a amostra com esta quantidade de água adicionada, com isso assegura uma

umidade constante em toda a amostra; 06) Determinar a massa unitária tendo como caixa a forma pequena ( γ = Massa ); Volume 07) Despejar o conteúdo da forma pequena na forma grande; 08) Homogeneizar a amostra; 09) Volte ao item 04, adicione uma nova quantidade de água, determine novamente a massa unitária,

assim sucessivamente para os diversos teores de umidade. (0,5 1 2 ........... 7 9 12%) RESULTADO: Para os diversos teores de umidade (10 teores), calcular os respectivos coeficientes de

inchamento pela seguinte fórmula: Vh = γs x (100 + HS) Vo γh 100

35

Onde: γs = massa específica aparente do agregado seco. γh = massa específica aparente do agregado no estado úmido. H = teor de umidade do agregado, em %. Elaborar um gráfico tendo como eixo das abscissas (eixo x) os teores de umidade, e como eixo das ordenadas (eixo y) os coeficientes de inchamento. Traçar a curva de inchamento, de modo a obter uma representação aproximada do fenômeno, conforme a próxima página: A umidade crítica (ponto C) é a umidade indicada pela intersecção da reta vertical com o eixo x, sendo este teor de umidade o responsável pelo maior inchamento do agregado. O Coeficiente de Inchamento Médio (CIM) é a média aritmética dos pontos A e B. CIM = A + B 2 Onde: A = coeficiente máximo. B = coeficiente para a umidade crítica.

36

Determinação da umidade crítica:

37

2 – AGREGADOS GRAÚDOS 2.1 DETERMINAÇÃO DA COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA DO AGREGADO GRAÚDO NORMA: NBR 7217 (FEV/1982) MATERIAIS/EQUIPAMENTOS:

- Série de Peneiras denominadas normal [(76 64 50 38 32 25 19 12,5 9,5 6,3 4,8)mm e Fundo] – (uma peneira acima do diâmetro máximo visual do agregado);

- Balança → Cap. Mínima de 1kg e sensibilidade de 1g; - Peneirador automático; - Agregado graúdo seco ao ar.

EXECUÇÃO:

01) Formar a amostra para o ensaio seguindo a tabela abaixo:

Agregado Miúdo Agregado Graúdo D.Max = 9.5mm 5kg

1kg D.Max = 19mm 5kg D.Max = 25mm 5kg D.Max = 38mm 10kg

02) Montar a série de peneiras e fundo apropriadamente; 03) A amostra é peneirada através da série normal de peneiras, de modo que seus grãos sejam

separados e classificados em diferentes tamanhos; 04) O peneiramento deve ser contínuo, de fora que após 1minuto de peneiramento contínuo, através

de qualquer peneira não passe mais que 1% do peso total da amostra (Peneirador automático por ± 15min);

05) O material retido em cada peneira e fundo é separado e pesado; 06) As pesagens devem ser feitas com aproximação de 0,1%do da amostra; 07) Se um agregado fino apresentar entre 5% a 15% de material mais grosso do que 4,8mm, será ele

ainda considerado globalmente como “agregado miúdo”; 08) Se um agregado grosso apresentar até 15% de material passando pela peneira 4,8mm, será ele,

ainda, globalmente considerado como “agregado graúdo”; 09) Se, porém, mais do que 15% de um agregado fino for mais groso do que 4,8mm, ou mais do que

15% de um agregado grosso passar na peneira 4,8mm, serão consignados separadamente as composições granulométricas das partes do material acima e abaixo da referida peneira.

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RESULTADO:

PENEIRA # Peso retido (g) % Retida % Retida Acumulada 76mm Peso retido na #

76mm Peso retido X 100

Total %Retida

38mm Peso retido na # 38mm



19mm Peso retido na# 19mm









2,4mm


1,2mm


0,6mm


0,3mm





Fundo Peso retido no fundo Peso retido X 100 Total


Total Somatório= peso da amostra

100%

Dimensão Máxima Característica (DMC): Analisa-se a coluna da % Retidas Acumuladas de cima para baixo, o primeiro valor maior que 5%

corresponde a uma abertura de peneira, logo a D.M.C. é igual a abertura de peneira imediatamente superior.

Módulo de Finura (M.F.): O Módulo de Finura é calculado pela fórmula: M.F.= ΣΣΣΣ % Retida Acumulada – Fundo e – # intermediárias 100 Série de peneiras da série normal: 0,15, 0,30, 0,60, 1,20, 2,40, 4,80, 9,50, 19,0, 38,0 e maiores – aumentando na proporção de 2 para 1. Classificação do agregado:

D.M.C. Brita 9,5mm 0 ou pedrisco 19mm 1 25mm 2 38mm 3 64mm 4

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2 – AGREGADOS GRAÚDOS

2.2 DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA APARENTE OU UNITÁRIA NO ESTADO SOLTO NORMA: NBR 7251 (ABR/1982) MATERIAIS/EQUIPAMENTOS:

- Balança com limite de erro de 0,5%; - Recipiente paralelepipédico *; - Estufa (105 a 110ºC); - Pá / concha; - Régua. -

*Recipiente dimensões mínimas: D.Max. (mm) Base (mm) Altura (mm) Volume (dm3) (V)

≤4,8 316 x 316 150 15 >4,8 e ≤ 50 316 x 316 200 20

> 50 447 x 447 300 60 EXECUÇÃO:

08) Preparar a amostra a ser ensaiada de modo que esta tenha pelo menos o dobro do volume do recipiente utilizado;

09) Sempre que a amostra ensaiada não estiver no estado seco, deve ser indicado o teor de umidade correspondente;

10) O recipiente deverá ser cheio por meio de uma concha/pá, sendo o agregado lançado de uma altura de 10 a 12cm do topo do recipiente;

11) A superfície deverá ser alisada com uma régua tomando como limite as bordas da caixa (rasar o topo);

12) O recipiente é pesado (kg) com o material nele contido, a massa do agregado (Ma) é a diferença entre este e do recipiente vazio;

13) Durante a execução do ensaio deve-se tomar cuidado com a caixa (recipiente) para que não ocorra segregação das partículas devido a batidas ou trepidações na mesma, bem como com o agregado lançado (derramado da concha para a caixa);

14) Devem-se promover pelo menos três determinações com amostras distintas Ma (1) Ma(2) e Ma (3).

RESULTADO: A massa específica aparente é a média de três determinações dividindo-se a média das massas

pelo volume do recipiente utilizado. γγγγ = Ma (kg / dm3) V γγγγ médio = γ(1) + γ (2) + γ (3) 3

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2.3 DETERMINAÇÃO DO TEOR DE MATERIAIS PULVERULENTOS DO AGREGADO GRAÚDO NORMA: NBR 7219 (FEV/1982) MATERIAIS/EQUIPAMENTOS:

- Conjunto de Peneiras 4,8mm*, 1,2mm e 0,075mm; - Uma vasilha para lavagem do agregado (tacho); - Água corrente; - Estufa; - Balança → Cap. Mínima de 1kg e sensibilidade de 1g; - Agregado graúdo [amostra seca e estufa (105 a 110ºC) até a constância de massa]; - Luvas.

* Peneira recomendada pelos autores desta. EXECUÇÃO:

01) Pesar a amostra do agregado conforme a tabela abaixo:

D.Max (mm) PESO MÍNIMO (kg) (Pi) ≤ 4,8 1

> 4,8 e < 19 3 ≥ 19 5

02) Coloca-se o agregado na vasilha; 03) Coloca-se água dentro da vasilha de modo que não transborde quando for agitada; 04) Agita-se para provocar a separação e suspensão do material pulverulento; 05) Verte-se a água com o material em suspensão pelo conjunto de peneiras; 06) Lavar as peneiras sobre a vasilha, de modo que todo o material retido nelas, volte para junto da

amostra em análise; 07) Repete-se o processo (volte ao item 02) até que a água se torne límpida e cristalina; 08) O agregado lavado é finalmente seco em estufa até a constância de massa; 09) Pesa-se o agregado seco (Pf).

RESULTADO: O Percentual do material pulverulento é calculado pela fórmula: MP = (Pi – Pf ) x 100 (%) Pi

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2.4 DETERMINAÇÃO DA ABSORÇÃO E DA MASSA ESPECÍFICA ABSOLUTA DOS AGREGADOS

GRAÚDOS NORMA: NBR 9777 (MAR/1987) MATERIAIS/EQUIPAMENTOS:

- Balança → Cap. Mínima de 1kg e sensibilidade de 1g e com dispositivo para engatar o recipiente

que conterá a amostra (corrente e cesto); - Recipiente / Forma; - Cesto aramado; - Corrente; - Água; - Tanque para água; - Peneiras 4,8mm e 2,4mm; - Estufa; - Luvas.

EXECUÇÃO:

01) Peneirar a amostra na peneira 4,8mm desprezando todo o material passante; 02) A massa mínima da amostra a ser ensaiada é função da Dimensão Máxima Característica do

agregado conforme a tabela abaixo:

D.M.C. (mm) Massa Mínima (kg) 12,5 ou menor 2,0

19 3,0 25 4,0 38 5,0 50 8,0 64 12,0 76 18,0 125 75,0 152 125,0

03) Lavar a amostra e seca-la em estufa até a constância de massa; 04) Deixar a amostra esfriar até a temperatura ambiente; 05) Determinar a massa do agregado seco (A); 06) Imergir o agregado em água, à temperatura ambiente, por um período de (24 ± 4) h; 07) Remover a amostra da água e espalha-la sobre um pano absorvente, promovendo a retirada da

água superficial (enxugando) de cada partícula; 08) Pesar a amostra com aparência opaca, na condição saturada de superfície seca (B); 09) Zerar a balança, com a corrente e o cesto, imersos em água; 10) Colocar a amostra (B) no cesto, imergí-lo e determinar o seu peso (C);

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RESULTADO: Massa específica na condição seca: γ seco = A ( kg/dm3 ) B - C Massa específica na condição saturada superfície seca: γ sss = B ( kg/dm3 ) B - C Absorção: abs = B – A x 100 (%) A Nota: A diferença B – C é numericamente igual ao volume do agregado excluindo-se os vazios

permeáveis. Duas determinações consecutivas com amostras do mesmo agregado não devem diferir em mais

de 0,02 kg/dm3 ou g/ dm3. O resultado da absorção deve ser expresso com o número de algarismos significativos decorrente

do procedimento do ensaio. Para agregados graúdos com absorção menor que 2%, os resultados de duas determinações consecutivas não deve diferir mais que 0,25%.

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2 – AGREGADOS GRAÚDOS 2.5 DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE TOTAL DO AGREGADO GRAÚDO NORMA: NBR 9939 (AGO/1987) MATERIAIS/EQUIPAMENTOS:

- Balança → Cap. Mínima de 1kg e sensibilidade de 1g; - Recipiente / Forma; - Agregado graúdo com umidade (condição de uso); - Estufa; - Luvas.

EXECUÇÃO:

01) A massa mínima da amostra a ser ensaiada é função da Dimensão Máxima Característica do agregado conforme a tabela abaixo:

D.M.C. (mm) Massa Mínima (g)

(Mi) 9,5 1500 12,5 2000 19 3000 25 4000 38 6000 50 8000 76 13000

02) Secar a amostra e estufa até a constância de massa; 03) Deixar a amostra esfriar até a temperatura ambiente; 04) Pesar a amostra seca (Mf).

RESULTADO: O teor de umidade total é calculado pela fórmula: H = (Mi - Mf) x 100 (%) Mf

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2 – AGREGADOS GRAÚDOS 2.6 DOSAGEM DO CONCRETO * Procedimento adotado será o do Prof. Vicente Coney Campiteli da Universidade Estadual de Ponta Grossa – Paraná. Este procedimento está no artigo: “CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND: UM MÉTODO DE DOSAGEM”, e se encontra na internet: http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/tiago/.

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FORMULÁRIOS PARA REGISTRO DOS RESULTADOS

� ANEXO 01 – AGREGADO MIÚDO – Arquivo em Excel na Internet http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/tiago/ � ANEXO 02 – AGREGADO GRAÚDO – Arquivo em Excel na Internet http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/tiago/

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